Online Mendelian Inheritance In Man - Internetowa baza danych
o dziedziczeniu mendlowskim u człowieka

OMIM jest wyczerpującym, wiarygodnym, i aktualnym kompendium nt. ludzkich genów
i fenotypów z nimi związanych. Pełnotekstowe przeglądy z odniesieniami, zgromadzone
w OMIM zawierają informacje o wszystkich znanych zaburzeniach dziedziczonych zgodnie
z prawami Mendla oraz ponad 12.000 genów. OMIM koncentruje się na relacji między genotypem a fenotypem. Baza jest codziennie aktualizowana, a wpisy zawierają liczne linki do innych zasobów wiedzy genetycznej. Baza ta została zapoczątkowana ok.1960 przez dr Victora McKusick jako katalog cech i chorób dziedzicznych, zatytułowana „Mendelian Inheritance in Man (MIM)”. Wydano dwanaście wersji książkowych MIM, opublikowanych
w latach 1966-1998. W wersji online, OMIM powstał w 1985 roku, dzięki współpracy pomiędzy National Library of Medicine (NLM) i biblioteki medycznej z Johns Hopkins University. Począwszy od 1987 roku z bazy można było skorzystać dzięki powszechnemu dostępowi Internetowemu.

Bazę OMIA przeszukujemy za pomocą zapytań tekstowych (również złożonych/boole'owskich); przeszukiwanie ułatwia fakt, że baza korzysta z MeSH, możemy więc używać do zapytań również potocznych określeń, jak „mucoviscidosis” zamiast „Cystic fibrosis”. Dodatkowo wyszukiwanie ułatwiają zakładki:

„Limits” (zawęża wyszukiwanie według polu wyszukiwania, konkretnych chromosomów,
czy innych kryteriów)

„Index” (przeglądanie haseł znalezionych w rekordach OMIM)

„History” (aby uzyskać rekordy z poprzednich wyszukiwań, lub łączyć wyszukiwania)

ze strony domowej NCBI można wejść w bazę OMIM przez: zakładkę `Genetics & Medicine' (Resources Genetics & MedicineOMIM), lub też poprez wybranie „OMIM”
z rozwijanego menu w oknie wyszukiwarki: Search … For ….

1. Wpisz w wyszukiwarce OMIM: „acromegaly” (akromegalia) (pamiętaj, że termin ten nie jest nazwą jednostki chorobowej! służy raczej do opisu zbioru różnych schorzeń, charakteryzujących się występowaniem kilku cech fenotypowych, takich jak: przerost kości czaszki, czy części miękkich stóp i dłoni). Wyszukiwarka powinna zwrócić 27 rekordów (zawierających zarówno jednostki chorobowe, jak i geny związane
   z patogenezą); pierwsze z nich to:

2. kliknij pierwszy link (rekord #102200)

rekordy w OMIM mają przejrzystą strukturę (przedstawioną poniżej); dodatkowo nawigację
i wyszukiwanie potrzebnych informacji ułatwia znajdujące się po lewej stronie menu
z zakładkami do poszczególnych części rekordu.

Prawie każdy numer rekordu w bazie OMIM poprzedzony jest przez jeden z symboli:

* gen o znanej sekwencji

+ gen o znanej sekwencji oraz fenotypie

# opis fenotypu, znana również jego molekularna podstawa

% mendlowskie fenotypy lub loci, o nieznanym podłożu molekularnym

(brak) inne, gł.fenotypy z podejrzeniem mendlowskiego podłoża genetycznego

PITUITARY ADENOMA, GROWTH HORMONE-SECRETING (tytuł rekordu/ nazwa schorzenia/genu)

Alternative titles; symbols (inne nazwy i symbole)

SOMATOTROPINOMA, FAMILIAL ISOLATED; FIS
Gene map locus 16p13.3, 11q13.3 (linki do bazy MapViewer)

TEXT (część nieobligatoryjna, wyjaśniająca ewentualne niejednoznaczności)

DESCRIPTION (opis schorzenia, z linkami do PubMed)

CLINICAL FEATURES (cechy kliniczne choroby)

OTHER FEATURES (inne cechy obserwowane u chorych)

CLINICAL MANAGEMENT (opisane sposoby leczenia)

MAPPING (miejsca na chromosomach związane z chorobą)

MOLECULAR GENETICS (zmiany na poziomie pojedynczych genów zwiazane z chorobą)

Germline Mutations in the AIP Gene (wszystkie znane zmiany genetyczne)

Somatic Mutations in the GNAS1 Gene

PATHOGENESIS (czyli zmiany prowadzące do powstania choroby)

REFERENCES (bibliografia)

CONTRIBUTORS (współautorzy/redaktorzy)

- tym symbolem oznacza się w OMIM link do zbioru publikacji poświęconych omawianemu zagadnieniu

Oprócz tego w menu po lewej stronie znajdują się jeszcze bardzo przydatne linki do:

• Clinical Synopsis - krótkie, uogólniające podsumowanie najważniejszych cech klinicznych

• Gene map - do NCBI MapViewer

• Entrez Gene:

Nomenclature - do bazy HGNC, zawierającej oficjalnie zaakceptowane symbole genów

RefSeq - do EntrezNucleotide (sekwencje referencyjne)

także GenBank, Protein, UniGene…

• LinkOut - komp (Knock Out Map Project: można tu zamówić myszy
  z fenotypem knockout)

ZADANIA:

1. wyszukaj w bazie OMIM informacje na temat genów odpowiedzialnych predystynujących do zapadnięcia na atak serca (heart attack), znajdujących się na chromosomie X

zadanie to można oczywiście wykonac na kilka sposobów, niestety najprostszy z nich, jaki przychodzi do głowy (czyli wpisanie w okno wyszukiwarki „heart attack X chromosome”) nie przyniesie pożądanych rezultatów… Tak więc w pierwszej kolejności należy:

• wpisać: heart attack w oknie wyszukiwarki

• wybrać zakładkę Limits

• zaznaczyć pole  przy chromosomie X

• wciśnąć przycisk Go

wynikiem wyszukiwania jest 8 rekordów (pierwszy z nich to #300257 DANON DISEASE; Gene map locus Xq24)

należy pamiętać o tym, że w tej metodzie fraza z naszego zapytania zostanie wyszukana domyślnie w tekście/opisie rekordu, a nie tylko w tytułach rekordów; z tego powodu
w przypadku, kiedy chcemy wyszukać wyłącznie rekordy z nasza frazą w tytule (czyli np.
w nazwie choroby/genu) musimy w zakładce Limits zaznaczyć kratkę "Title" znajdującą się w oknie "Search in Field(s)".

Drugi sposób jest trudniejszy i wymaga opanowania, a przynajmniej znajomości operatorów boole'owskich (dokładnie tych samych, które wykorzystywane są
w Google'ach kiedy klikamy link „szukanie zaawansowane”); najprostsze z nich to AND, OR, NOT. Działają one dokładnie tak samo, jak logiczne „i”, „lub” „nie (negacja)”, czyli:

„heart attack” jest domyślnie interpretowany przez wyszukiwarkę jako „heart AND attack”, czyli wynikiem takiego zapytania jest zbiór rekordów zawierających oba słowa naraz: „heart AND attack”

Gdyby zapytanie sformułować w taki sposób: „heart OR attack” otrzymamy oczywiście większy zbiór wyników, zawierający rekordy z jednym lub drugim słowem; po sformułowaniu zapytania: „heart NOT attack” otrzymamy zbiór rekordów, w których treści występuje wyłącznie słowo „heart”, z wyłączeniem wszystkich rekordów, w których znajduje się słowo „attack”.

Oprócz operatorów boole'owskich do złożonych zapytań wykorzystujemy również tzw. kwalifikatory pól (ang. field qualifiers), które precyzują, w których częściach rekordu wyszukiwarka ma sprawdzać obecność naszego zapytania, np. czy „heart attack” ma znajdować się w tekście rekordu, czy też raczej wyłącznie w nazwie/tytule rekordu (proszę zwrócić uwagę, że ma to dokładnie ten sam skutek, co zaznaczenie któregoś z pól w oknie "Search in Field(s)"); kwalifikatorów w bazie OMIM jest ok. 40, większość z nich na co dzień zupełnie nieprzydatna; z ważniejszych warto zapamiętać:

[AV] or [VAR] - opis mutacji powodujących schorzenia
[CH] lub [CHR] - którego chromosomu dotyczy zapytanie

[GN] lub [GENE] - precyzujemy, która część zapytania, to nazwa genu

[TI] or [TITL] - słowo znajduje się w tytule rekordu OMIM

Wracając do naszego zadania, wiemy teraz, że nasze zapytanie zapisane przy użyciu operatorów boole'owskich oraz kwalifikatorów pól będzie wyglądało:

heart attack AND X[chr]

jeżeli chcielibyśmy zawęzić wyszukiwanie tylko do rekordów, w których nazwie pojawia się fraza „heart attack”, musielibyśmy sformułować zapytanie tak:

heart attack[TITL] AND X[chr] (niestety, tym razem wynik wyszukiwania, to 0 rekordów…)

2. Wyszukaj wszystkie rekordy bazy OMIM dotyczące chorób związanych
z chromosomem Y (dwa sposoby)

3. znajdź w OMIM jakie choroby powodują mutacje w genu E-kadheryny (CDH1)

Online Mendelian Inheritance in Animals - Internetowa baza danych
o dziedziczeniu mendlowskim u zwierząt

Baza danych zawierająca geny, choroby genetyczne z nimi związane oraz inne cechy
u zwierząt (z wyłączeniem myszy oraz człowieka). Zawiera opisy w formie tekstów
z referencjami do publikacji oraz linkami do odpowiednich rekordów w innych bazach NCBI, takich jak PubMed, czy Gene, a niedługo także Phenotype. Jej autorem jest prof. Frank Nicholas z Uniwersytetu w Sydney. Należy pamiętać o tym, że baza ta powstaje dzięki kilkunastu redaktorom, więc mogą się w niej pojawić jakieś błędy.

Baza OMIA jest o wiele mniej złożona od OMIM (np. brak nawigacji po rekordzie oraz linków do innych baz danych NCBI, która w OMIM znajduje się po lewej stronie każdego rekordu). OMIA przeszukujemy za pomocą zapytań tekstowych (również złożonych); baza korzysta
z MeSH, możemy więc używać do zapytań również potocznych określeń, jak „cat” zamiast Felis catus.

ze strony domowej NCBI można wejść w bazę OMIA przez: zakładkę `Genetics & Medicine' (Resources Genetics & MedicineOMIA), lub też poprez wybranie „OMIA” z rozwijanego menu w oknie wyszukiwarki: Search … For ….

1. Wpisz w wyszukiwarce OMIA: „chicken, white feather colour”. Wszukiwarka powinna zwrócić 2 rekordy:

1: Feather colour, recessive white in chicken (Gallus gallus)

2: Feather colour, dominant white in chicken (Gallus gallus)

2. proszę otworzyć oba rekordy w nowych oknach; mają one następującą formę:

OMIA ID:666, Group ID:373 (numer dostępu w bazie)

Feather colour, dominant white. (tytuł)
Phenotype in chicken (Gallus gallus).

Summary (podsumowanie)

Kerje et al. (2004) showed that three alleles at the Dominant White locus in chickens (namely Dominant white, Dun, and Smoky) are all caused by mutations in the gene for the melanocyte-specific protein PMEL17. Inheritance is autosomal dominant.

Note: This phenotype is not considered as a defect.

Molecular Genetics (genetyka molekularna)

"The Dominant white allele [is] exclusively associated with a 9-bp insertion in exon 10 [of the PMEL17 gene], … (Kerje et al., 2004)

Genes (informacje nt. genów odpowiadających za opisywany fenotyp)

SILV. silver homolog (mouse). Also known as D12S53E, ME20, PMEL, PMEL17, SI, SIL, gp100. Genomic Location: 12q13-q14. [Gene:6490]

References (bibliografia)

The Dominant white mutation in the PMEL17 gene does not cause visual impairment in chickens. Karlsson AC, Kerje S, Hallböök F, Jensen P. Vet Ophthalmol. 2009 Sep-Oct; 12(5):292-8. [PubMed:19751488]

ZADANIA:

1. wyszukaj w bazie OMIA informacje na temat genów odpowiedzialnych za długość sierści u psów

NCBI Protein Database

Baza ta zawiera dane z sekwencjami pochodzące z translacji (również in silico) regionów kodujących sekwencji DNA zdeponowanych w GenBank, EMBL oraz DDBJ, jak również sekwencje białek zdeponowanych w Protein Information Resource (PIR), SWISS-PROT, Protein Research Foundation (PRF) oraz Protein Data Bank (PDB) (sekwencje pochodzące z rozwiązania struktur krystalicznych za pomocą promieni Roentgena `X-ray crystallography').

1. Wpisz w wyszukiwarce PubMed: „p73 regulation in breast cancer cells”. Wprawdzie wyszukiwarka znalazła 26 rekordów artykułów, które odpowiadają temu zapytaniu,
ale proszę zwrócić uwagę, że zaraz pod oknem wyszukiwania sugerowany jest jeden artykuł, którego tytuł dokładnie odpowiada naszemu zapytaniu. Można zatem albo skorzystać
z sugestii wyszukiwarki, albo wejść w artykuł z pierwszego rekordu:
„Cell density-dependent regulation of p73 in breast cancer cells.”,
Tophkhane C, Yang S, Zhao ZJ, Yang X., Int J Oncol. 2009 Dec;35(6):1429-34.

2. Po prawej stronie abstraktu artykułu znajdują się trzy okna: `Related articles' (zawiera linki do artykułów poświęconych podobnym zagadnieniom), `Recent activity' (jest to historia naszych czynności w bazie NCBI) oraz `All links from this record' (zawiera linki do najważniejszych baz danych, w których znajdują się informacje na temat opisywanych
w danym artykule genów/ich białkowych produktów, eksperymentów mikromacierzowych itd.)

3. Wybierz link `Protein (RefSeq)'. Ten link kieruje do wszystkich cytowanych w artykule sekwencji referencyjnych NCBI. Ile sekwencji referencyjnych związanych jest z tym konkretnym artykułem? Czym różnią się od siebie te izoformy?

4. wejdź w rekord tumor protein p73 isoform d
(NCBI Reference Sequence: NP_001119714.1)

rekord (domyślnie w formacie GenPept; inne formaty do wyboru: FASTA, Graphics) w bazie NCBI Protein Database składa się z następujących części:

tumor protein p73 isoform d [Homo sapiens] (tytuł)

LOCUS NP_001119714 426 aa linear (symbol; długość białka)

DEFINITION tumor protein p73 isoform d [Homo sapiens]. (definicja)

ACCESSION NP_001119714 (numer dostępu)

VERSION NP_001119714.1 GI:187829052 (wersja sekwencji)

DBSOURCE REFSEQ: accession NM_001126242.1 (numer dostępu powiązanej sekwencji nukleotydowej)

KEYWORDS . (słowa kluczowe)

SOURCE Homo sapiens (human) (źródło - organizm pochodzenia)

ORGANISM Homo sapiens (systematyka organizmu źródłowego)

Eukaryota; Metazoa; Chordata; Craniata; Vertebrata; Euteleostomi;

Mammalia; Eutheria; Euarchontoglires; Primates; Haplorrhini;

Catarrhini; Hominidae; Homo.

REFERENCE 1 (residues 1 to 426) (kolejne prace, w których cytowane jest to białko)

AUTHORS Oguri,M., Kato,K., Yokoi,K., Yoshida,T., Watanabe,S., Metoki,N., Yoshida,H., Satoh,K., Aoyagi,Y., Nozawa,Y. and Yamada,Y.

TITLE Assessment of a polymorphism of SDK1 with hypertension in Japanese Individuals

JOURNAL Am. J. Hypertens. 23 (1), 70-77 (2010)

PUBMED 19851296 (nr i link do PubMedu)

COMMENT: (komentarze dot. historii edycji rekordu)
Summary: This gene encodes... (podsumowanie roli białka)

Transcript Variant: (warianty transkrypcyjne)

FEATURES:

Location/Qualifiers:

source 1..426 (długość białka w resztach AA)

/organism="Homo sapiens" (organizm z którego białko pochodzi)

/db_xref="taxon:9606" (systematyka tego organizmu)

/chromosome="1" (położenie na chromosomie)

/map="1p36.3"

Region (wypisane wszystkie regiony/domeny występujące w białku):

Region 297..337 (pozycje w których występuje ten region)

/region_name="P53_tetramer" (nazwa domeny/regionu)

/note="P53 tetramerisation motif; pfam07710" (rodzaj domeny)

/db_xref="CDD:149007" (Cross-reference: link do bazy danych ze strukturami 3D)

ORIGIN (sekwencja białka zapisana w kodzie jednoliterowym; format FASTA)

1 mlyvgdparh ....

//

5. wejdź w link do bazy Conserved Domains Database CDD: db_xref="CDD:149007"

otwiera się nowe okno - rekord zawierający informacje o motywie homologicznym do motywu tetrameryzacji białka P53 (pfam07710: P53_tetramer); jak sama nazwa wskazuje, drugi region białka p73, leżący pomiędzy resztami aminokwasowymi 297-337 odpowiada najprowdopodobniej za tetrameryzację z białkiem p53 lub innymi białkami p73 i należy do nadrodziny białek P53_tetramer (cl06653).

6. aby obejrzeć trójwymiarową strukturę tego motywu, należy zainstalować program Cn3D: rozwijamy znajdujące się po lewej stronie okno `Structure' i wybieramy opcję `Download Cn3D' (klikamy przycisk). Po zapisaniu pliku instalacyjnego na dysku lokalnym, przystępujęmy do instalacji programu (jest to możliwe tylko wtedy, kiedy mamy uprawnienia administratora komputera! Dlatego program został zainstalowany wcześniej). Po kliknięciu przycisku `Structure View' (okno `Structure') otwiera się typowe dla Windows okno pobierania plików, zatem mamy wybór: `otwórz za pomocą' lub `zapisz plik'. Wybieramy `otwórz za pomocą' (domyślnie wybrany powinien być program Cn3D.NCBI.ASN). Klikamy OK., aby otworzyć plik. Otwierają się 3 okna programu Cn3D: główne - w którym za pomoca kursora myszy możemy dowolnie obracać w 3D łańcuchem białkowym otwartej przez nas struktury, okno'Sequence/Alignment Viewer' służące do porównania pokrewnych sekwencji oraz najmniejsze okno `CDD Descriptive Items' zawierające podsumowanie oglądanej
i porównywanych struktur. Przez podświetlenie/zaznaczenie kursorem dowolnej sekwencji
w oknie 'Sequence/Alignment Viewer' na żółto zaznacza się nam również sekwencja
w oknie ze strukturą 3D.

ZADANIA:

1. Wyszukaj w bazie NCBI Protein izoformę 1 ludzkiego białka tafazzin. Podaj:

- nr dostępu w bazie

- długość białka (w resztach AA)

- jakie regiony wyróżniamy w tym białku?

- czym różni się region od miejsca?

2. Wyszukaj w bazie NCBI Protein informacje na temat ludzkiego białka nabłonkowej kadheryny (ang. E-cadherin). W jaki sposób sformułować zapytanie, aby otrzymać wyłącznie rekordy dotyczące izoform E-kadheryny?

Jakie regiony i miejsca zawiera białko występujące w pierwszym rekordzie?

---